Lima langkah desain teknik – membuat penyangga ponsel
TeknologiGambar teknik dan desainUsia 13–14
Gunakan di kelas Anda: siswa membukanya lewat tautan atau kode QR, tanpa perlu akun.
Berikutnya di Gambar teknik dan desain
Ikuti kelima langkah proses desain teknik untuk sebuah produk sederhana: menentukan masalah dan kriteria, mengusulkan dan memilih solusi, membuat prototipe, menguji solusi, dan menyusun dokumentasi teknis. Pada langkah pengujian, siswa mengklik Uji beban untuk meletakkan benda pada prototipe: simulasi memeriksa syarat terguling berdasarkan letak pusat massa terhadap panjang alas, dan menghitung tegangan lentur σ = M/W pada kaki penyangga untuk dibandingkan dengan tegangan izin bahan. Jika gagal, siswa mengklik Perbaiki untuk memperpanjang alas lalu mencoba lagi — menunjukkan bahwa desain adalah proses berulang. Skenario kedua, tantangan global menyediakan air bersih untuk sebuah desa, meminta siswa menetapkan kriteria dan batasan kuantitatif (liter per orang per hari, anggaran, energi, perawatan), memecahkan pemompaan, pengolahan, dan penyimpanan sebagai sub-masalah dengan catatan uji dan perbaikan, lalu menilai seluruh sistem terhadap spesifikasi dan membandingkan pilihan dengan matriks keputusan berbobot.
Pelajaran: Langkah-langkah dasar desain teknik: menentukan masalah, mengusulkan solusi, membuat prototipe, menguji, dan dokumentasi
Yang ditunjukkan
Desain teknik bersifat berulang: tentukan masalah dan kriteria yang terukur, usulkan dan pilih solusi, buat dan uji prototipe, lalu dokumentasikan. Pada skenario penyangga ponsel, pengujian memeriksa dua kriteria fisik: pusat massa beban harus berada di atas alas, dan tegangan lentur σ = M/W (W = b·t²/6) pada kaki penyangga harus di bawah tegangan izin bahan. Parameter Skenario juga menyediakan tantangan global, air bersih untuk sebuah desa: Anda menetapkan kriteria dan batasan kuantitatif, memecahkan pemompaan, pengolahan, dan penyimpanan sebagai sub-masalah, mencatat setiap siklus uji dan perbaikan, lalu menilai seluruh sistem dengan spesifikasi dan matriks keputusan berbobot.
Cara menggunakan
Gunakan Berikutnya dan Sebelumnya untuk menelusuri lima langkah. Pada skenario penyangga, atur produk, massa, Bahan prototipe, dan sudut, tekan Uji beban, lalu tekan Perbaiki jika prototipe terguling atau patah. Ubah Skenario ke tantangan air: di langkah 1 atur jumlah penduduk, liter per orang, tinggi angkat, dan batasan; di langkah 2–4 pilih dan tentukan ukuran pompa, pengolahan, dan tangki lalu tekan Uji dan catat; di langkah 5 ubah bobot dan bandingkan pilihan.
Parameter yang dapat diubah
- Produk yang dirancang Penyangga ponsel, Rak buku mini meja, Tempat pena bersandaran
- Massa benda yang diletakkan 100–1000 g
- Bahan prototipe Karton tebal 3 mm, Kayu lapis tipis 5 mm, Plastik PLA cetak 3D tebal 4 mm, Pelat aluminium tebal 2 mm
- Sudut kemiringan benda dari permukaan meja 20–80 °
- Skenario Lima langkah: penyangga ponsel, Tantangan global: air bersih untuk sebuah desa
- Jumlah penduduk desa (skenario air) 100–2000 orang
Pertanyaan untuk dijelajahi
- Bagaimana memperbesar sudut kemiringan mengubah posisi pusat massa dan risiko terguling?
- Bahan prototipe mana yang tahan beban 1000 g, dan mana yang gagal karena patah, bukan terguling?
- Mengapa memperpanjang alas mencegah terguling tetapi tidak mencegah kaki penyangga patah?
